电工电子技术第9章直流稳压电源课件.ppt

1、1第九章第九章 直流稳压电源直流稳压电源直流电源的应用直流电源的应用 电子电路几乎均使用稳定的直电子电路几乎均使用稳定的直流电源供电流电源供电直流电源的获得直流电源的获得 将电网提供的交流电转换为直流电将电网提供的交流电转换为直流电变压器变压器电源电源整流整流电路电路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路u1u2U0u3u4小功率直流电源小功率直流电源 四部分组成四部分组成0tu1tu20电源变压器电源变压器 将电网提供的交流电将电网提供的交流电(220V、50Hz）降）降压至与直流电源电压大小相配合的压至与直流电源电压大小相配合的交流电压交流电压20tu10tu3变压器变压器电源电源整流整流电路电

2、路滤波滤波电路电路稳压稳压电路电路u1u2U0u3u4t0u4t0U0tu20基本工作原理基本工作原理 电子器件的单向导电性电子器件的单向导电性整流电路整流电路 将交流电转换为极性固定的直流电将交流电转换为极性固定的直流电(单单向脉动直流电压向脉动直流电压)将交流电变换为直流电的过程称为整流将交流电变换为直流电的过程称为整流滤波电路滤波电路 减小输出直流电压的波动减小输出直流电压的波动 稳压电路稳压电路 保持输出直流电压数值的稳定保持输出直流电压数值的稳定3桥式整流电路的工作原理桥式整流电路的工作原理 滤波电路的作用和工作原理滤波电路的作用和工作原理 串联型稳压电路工作原理和串联型稳压电路工作

3、原理和三端集成三端集成 稳压器稳压器 本章主要内容本章主要内容单相整流电路单相整流电路 半波、全波、半波、全波、桥式桥式三相整流电路三相整流电路 大大功率功率整流电路整流电路 小功率小功率整流电路整流电路 200W以下以下4一.整流电路的性能指标1.整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值 UO(AV)表示表示整流电路将交流电变换为直流电的能力整流电路将交流电变换为直流电的能力2.纹波系数纹波系数表示表示整流电路输出电压的平滑程度整流电路输出电压的平滑程度4.整流二极管承受的最大反向电压整流二极管承受的最大反向电压 URM3.整流二极管的正向平均电流整流二极管的正向平均电流 ID(AV)9-1

4、 单相桥式整流电路单相桥式整流电路5二二.单相桥式整流电路的工作原理单相桥式整流电路的工作原理tUusin222u2uOu1VD4RLiOVD3VD1VD2单相桥式整流电路的组成单相桥式整流电路的组成6VD1VD2VD3VD4u1u2uOi13VD1和和VD3正偏正偏,导通导通-开关闭合开关闭合 VD2和和VD4反偏反偏,截止截止-开关断开开关断开u2正半周正半周u2uOu1VD4RLiOVD3VD1VD27i24VD1u1VD2VD3VD4u2uOVD2和和VD4正偏正偏,导通导通-开关闭合开关闭合 VD1和和VD3反偏反偏,截止截止-开关断开开关断开u2负半周负半周u2uOu1VD4RLi

5、OVD3VD1VD280tu200i1300uOi24iOttttU2mU2miOuOu1VD4RLVD3VD1VD2+u2_电压、电流波形电压、电流波形tUuusin222O输出输出9tUuusin222O输出输出三三.性能指标的分析性能指标的分析单向脉动电压单向脉动电压 p92图图2-7-1（b）及公式（及公式（2-77）)4cos1542cos342(22OttUutuo0Uom1.整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值UO(AV)即直流分量即直流分量22O(AV)9.022UUU103.整流二极管的正向平均电流整流二极管的正向平均电流 ID(AV)流过负载流过负载RL的电流平均值的电

6、流平均值L2LO(AV)O9.0RURUI二极管的正向平均电流二极管的正向平均电流 ID(AV)L2OD45.021RUII4.整流二极管承受的最大反相电压整流二极管承受的最大反相电压URM2M2RM2UUU2.纹波因数纹波因数=0.48 0.48即交流分量的有效值几乎达到直流分量的一半即交流分量的有效值几乎达到直流分量的一半11QL6解解:(1)整流输出电压的平均值整流输出电压的平均值(直流分量直流分量)mA12030036LO(AV)ORUIUO(AV)=0.9U2=0.940=36V整流过负载的电流平均值整流过负载的电流平均值(直流分量直流分量)例题例题:p300 例题例题9-1整流桥整

7、流桥图形符号图形符号12(2)选择合用的二极管选择合用的二极管流过流过二极管二极管的正向平均电流的正向平均电流mA6021202ODII整流二极管承受的最大整流二极管承受的最大反向电压反向电压V57.5624022RMUU IF=100mA、UR=100V2CZ82C查阅手册查阅手册,选择合用的整流二极管选择合用的整流二极管139-2 滤波电路滤波电路C-u1RLu2-uO电容滤波器电容滤波器C 在在整流电路输出端与负载并联接入电整流电路输出端与负载并联接入电容器容器CCX1C0CX通交通交CX隔直隔直将整流电路输出的单向脉动直流电压中的交流分量滤除将整流电路输出的单向脉动直流电压中的交流分量

8、滤除,只输出直流分量只输出直流分量-使输出电压变得平直使输出电压变得平直C的容量很大的容量很大,约约为为几百至几千几百至几千F14储能元件储能元件输出电压平输出电压平均值均值UO(AV)(0.91.4)U2当当=RLC 较大较大2)53(LTCR电容端电压电容端电压uC不能突变不能突变u0充电充电放电放电t放电放电放电放电放电放电充电充电充电充电放电放电0充电充电在外加交流电压作用下在外加交流电压作用下,电容器处于不断的充、放电状电容器处于不断的充、放电状态中，态中，uC=uo波形入图所示波形入图所示UO(AV)=1.2U215例题例题:p301 例题例题9-2解解:F40075202.032

9、3LRTC则则负载电阻负载电阻 7510160123O(AV)O(AV)LIUR现取现取2323LTTCR2)53(LTCR要求要求16选用电容器的耐压值应大于选用电容器的耐压值应大于14.14V计算计算U2的幅值的幅值V14.141022V102.1122.12m2O(AV)2UUUU计算电容器的耐压值计算电容器的耐压值179-3 稳压电路稳压电路稳压电路的作用稳压电路的作用稳压电路的核心元件稳压电路的核心元件稳压二极管稳压二极管交流电源电压交流电源电压U2变化变化 (电容滤波电容滤波UO=1.2U2)负载电阻负载电阻RL变化变化以上两种情况出现都使输出的直流电压以上两种情况出现都使输出的直

10、流电压UO变化，影响变化，影响负载的工作。负载的工作。稳压电路的作用就是保持稳压电路的作用就是保持输出的直流电输出的直流电压压UO基本不变基本不变简单简单稳压管稳压电路稳压管稳压电路 p224 图图6-3-3存在问题存在问题 稳压效果不理想，稳压效果不理想，输出直流电压输出直流电压UO固定、固定、不能调节不能调节18U0IAUZ阳极阳极阴极阴极VS+-稳压二极管稳压二极管 反向应用（反向击穿区工作）反向应用（反向击穿区工作）稳定电压稳定电压UZUZ串联型集成稳压电路串联型集成稳压电路在简单在简单稳压电路中稳压电路中加入放大环节，提高加入放大环节，提高稳压稳压效果，且效果，且使输出直流电压使输出

11、直流电压UO连续、均匀可调连续、均匀可调19一一.串联型集成稳压电路的组成串联型集成稳压电路的组成2.基准电压基准电压电路电路UZ 加入同相输入端加入同相输入端3.放大放大电路电路控制调整管控制调整管V的管压降的管压降UCE UZRVDZVCBEIB1.采样电路采样电路OP21P2URRRRRU R2RPR1pRpR+4.电压调整电压调整电路电路电压调整管电压调整管VRLUIIC-UO整流滤波输出整流滤波输出20整流滤波输出整流滤波输出二二.稳压原理稳压原理UI=UCE+UOU2UIUOV-(UZ-V-)VBUCEICIB如果电源电压变化如果电源电压变化 例如例如UOUZRVDZ+VCBEIB

12、RLUIIC-UOR2RPR1pRpR 21RLUOV-(UZ-V-)VBUCEICIB如果负载电阻如果负载电阻RL变化变化(电源电压电源电压U2不变不变)例如例如UOUO=UI-UCE整流滤波输出整流滤波输出UZRVDZ+VCBEIBRLUIIC-UOR2RPR1pRpR 22输出电压输出电压UO调节范围调节范围根据根据采样电路公式采样电路公式OP21P2URRRRRU URRRRRUP2P21O输出电压输出电压线性运用线性运用 虚短虚短 U+=U-而而U+=UZUZRVDZVCBEIBR2RPR1pRpR+RLUIIC-UO整流滤波输出整流滤波输出23ZP221OURRRRRUP 输出电压

13、输出电压ZP221minOURRRRRUPUO最小值最小值Z221maxOURRRRUPUO最大值最大值输出电压输出电压UO调节范围调节范围UOmaxUOUOmin249-4 三端集成稳压器三端集成稳压器 一一.W78和和W79系列集成稳压器系列集成稳压器 串联型集成稳压电路串联型集成稳压电路 具有自动保护功能具有自动保护功能(过压、过流等过压、过流等保护功能）保护功能）W79公共端公共端12378W78输入输入输出输出12312379公共端公共端输入输入输出输出321W78系列输出正电压系列输出正电压W79系列输出负电压系列输出负电压输出电流输出电流1.5A5V、6V、8V、9V、12V、1

14、5V、18V、24V25一一.W78和和W79系列集成稳压器的应用系列集成稳压器的应用 基本应用电路基本应用电路Ci防止自激振荡防止自激振荡CO改善输出特性改善输出特性,保持输出电压稳定保持输出电压稳定UI应比应比UO高出高出 23V12UICoW7812CiUO+3CCW7912UICiUO-321CO26输出正、负电压的稳压电路输出正、负电压的稳压电路-W7915+15VUI1Ci12315V123+UI2COW7815COCi-+CC27CO3W78UI12CiR1U-R2UO-+-+提高输出电压的可调稳压电路提高输出电压的可调稳压电路运放运放 电压跟随器电压跟随器分压电路分压电路 电阻与电位器电阻与电位器工作原理工作原理V2V3=UV-=V3 V+=V-V+=V-=V3现现虚短虚短V2V+=U28输出电压输出电压)1()(12211ORRURRRUUUOU提高了输出电压提高了输出电压输出电压连续可调输出电压连续可调CO3W78UI12CiR1U-R2UO-+-+V2V+=U29复习复习(自学自学)p292 例题例题8-13本章结束本章结束第第3次作业次作业 8-18 9-2（RL=330）9-4 9-7 9-8